DE3013981C2 - Nozzle for pressure atomization burner - Google Patents
Nozzle for pressure atomization burnerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Düse für Druckzerstäubungsbrenner von mit flüssigen Brennstoffen betriebenen Heizgeräten, insbesondere Fahrzeugheizgeräten, mit einem Düsenkörper. :n dessc -. vorderen Teil ein sich gegen die Stirnwand de' Düsenkörpers anlegender Wirbeleinsatz sitzt, der gemeinsam, mit der Düsenkörperstirnwand für den Durchtritt von Brennstoff bestimmte Schlitze engen Querschnitts bildet, sowie mit einer elektrischen Heizvorrichtung für den zugeführten Brennstoff.The invention relates to a nozzle for pressure atomization burners of heaters operated with liquid fuels, in particular vehicle heaters, with a nozzle body. : n dessc -. front part sits against the end wall of the nozzle body, which together with the nozzle body end wall forms slits with a narrow cross-section for the passage of fuel, and with an electrical heating device for the fuel supplied.
Bei Druckzerstäubungsbrennern, insbesondere Brennern mit kleinen Brennstoffdurchsätzen (z. B. < 1,0 kg/h) kommt es leicht zu Kaltstartproblemen. Dies gilt insbesondere für Kraftfahrzeugzusatz- oder -Star.J-heizungen. bei denen bis herab zu einer Außentemperatur von -40" C ein problemloser Start gefordert wird. Dabei kommen erschwerend die in der Praxis unzutreffenden unterschiedlichen Ölqualitäten hinzu.In the case of pressure atomization burners, especially burners with low fuel throughputs (e.g. <1.0 kg / h) cold start problems can easily arise. This applies in particular to vehicle auxiliary or Star.J heaters. where a problem-free start is required down to an outside temperature of -40 "C. The different oil qualities, which are inapplicable in practice, make it more difficult.
Es ist bekannt, bei einer Düse der eingangs genannten Art (FRPS 23 70 926) die elektrische Heizvorrichtung innerhalb eines hinter dem Wirbeleinsatz liegenden Teils des Düsenkörpers, beispielsweise in Form einer Heizpatrone, unterzubringen, oder um einen solchen Teil des Düsenkörpers ringförmig herumzulegen, um das Öl auf der Zuführungssirecke zu dem Wirbeleinsatz zu erwärmen. Es ist ferner ein Niederdruckölbrenner bekannt (AT PS 2 34 255). bei dem eine elektrische Widerstandsheizpatrone in einen Düsenblock aus gut wärmeleitendem Material eingesetzt ist. in den auch eine bis zum Düsenauslaß führende Schlange eingebettet ist. Öl durchläuft diese Schlange, und das Öl wird beim Verlassen dor Düse mittels eines Luftstroms zerstäubt, der durch einen Ringspalt zwischen dem Block und einem den Block umgebenden Gehäuse hindtirchgcleitet wird. Heizgeräte, wie sie z. B. als Stand- oder Zusatzheizungen für Fahrzeuge eingesetzt werden, haben jedoch eine sehr beschränkte Vorlaufzeit, die beispielsweise in der Größenordnung von nur 15 s liegt. Daher steht beim Kaltslarten für das Vorheizen des Brennstoffs lediglich eine kurze Zeitspanne zur Verfügung. Die bekannten Brennerausführungen gestatten es nicht, bei schwankender Ölviskosität und Temperaturen bis herab zu —400C innerhalb derart kurzer Zeiten mit vernünftigen elektrischen Heizleistungen Kaltstartschwierigkeiten durch ölvorwärmung befriedigend auszuräumen.It is known, in a nozzle of the type mentioned (FRPS 23 70 926), to accommodate the electrical heating device within a part of the nozzle body located behind the vortex insert, for example in the form of a heating cartridge, or to put such a part of the nozzle body in a ring around the Heat oil on the feed sine to the vortex insert. There is also a low-pressure oil burner known (AT PS 2 34 255). in which an electrical resistance heating cartridge is inserted into a nozzle block made of a material that conducts heat well. In which a snake leading to the nozzle outlet is also embedded. Oil passes through this coil, and as it exits the nozzle, the oil is atomized by means of a stream of air which is passed through an annular gap between the block and a housing surrounding the block. Heating devices, such as those used for. B. are used as auxiliary or auxiliary heaters for vehicles, but have a very limited lead time, for example in the order of only 15 s. For this reason, only a short period of time is available for preheating the fuel during cold running. The known burner designs do not allow to eliminate satisfactorily within such a short time with reasonable electric heating power cold start problems with oil preheating with fluctuating oil viscosity and temperatures down to -40 0C.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse zu schaffen, die auch bei relativ geringen HeizleistungenThe invention is based on the object of creating a nozzle which even with relatively low heating outputs
"i einen einwandfreien Kaltstart selbst dann sicherstellt, wenn die Außentemperaturen bis herab zu —40° C gehen und die Ölqualität schwankt"i ensures a flawless cold start even when the outside temperature goes down to -40 ° C and the oil quality fluctuates
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizvorrichtung in dem Wirbeleinsatz und/oderThis object is achieved according to the invention in that the heating device in the vortex insert and / or
i" der damit in Berührung stehenden Stirnwand des Düsenkörpers untergebracht ist.i "of the front wall of the in contact therewith Nozzle body is housed.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Kaltstartschwierigkeiten zu einem wesentlichen Teil darauf beruhen, daß sich bei niedriger AußentemperaturThe invention is based on the knowledge that the cold start difficulties to a significant extent rely on that when the outside temperature is low
μ das Öl im Bereich der engsten Brennstoff-Durchtrittsquerschnitte der Düse staut und die öldurchflußmenge ohne besondere Vorkehrungen beispielsweise auf V6 des Normalwertes zurückgehen kann. Dadurch, daß die Heizvorrichtung unmittelbar in den Wirbeleinsatz und/oder die damit in Berührung stehende Stirnwand des Düsenkörpers eingebettet ist, wird die Heizenergie sofort und mit geringsten Verlusten an der den engsten Brennstoff-Durchtnttsquerschnitt bestimmenden kritischen Düsenstelle bereitgestellt. Wärmeverluste sindμ the oil accumulates in the area of the narrowest fuel passage cross-section of the nozzle and the oil flow rate can, for example, go back to V 6 of the normal value without special precautions. Because the heating device is embedded directly in the vortex insert and / or the end wall of the nozzle body in contact with it, the heating energy is provided immediately and with the lowest possible losses at the critical nozzle point which determines the narrowest fuel cross section. Heat losses are
JO minimiert. Weil nur relativ kleine Massen im Bereich des Wirbeleinsatzes reibst aufgeheizt zu werden brauchen, reichen niedrigere Heizleistungen aus, was vor allem dann von besonderer Bedeutung ist, wenn die Heizleistung aus einer Batterie aufgebracht werden muß. Angesichts des geringen Energieverbrauchs kann die elektrische Heizvorrichtung während der vollen Betriebsdauer des Heizgerätes eingeschaltet bleiben. Es ist aber auch möglich, die Heizvorrichtung über das Steuergeärt des Brenners auszuschalten, sobald derJO minimized. Because only relatively small masses in the range of the Vortex insert need to be heated up, lower heating power is sufficient, which is above all is of particular importance when the heating power is generated from a battery got to. In view of the low energy consumption, the electric heater can be used during full Remain switched on for the operating time of the heater. But it is also possible to use the heating device Switch off the burner control unit as soon as the
•»o Brenner seine Betriebstemperatur erreicht hat. Die gezielte Brennstoffvorwärmung im unmittelbaren Bereich der geringsten Düsenuurchtnttsquerschnitte macht den Einsatz besonders kleiner Düsen möglich. Das Unterbringen der Heizvorrichtung im Wirbeleiiisatz mit niedriger Energie rasch aufgeheizt werden kann. Dagegen empfiehlt sich die Anordnung der Heizvorrichtung in der Düsenkörperstirnwand vor allem in Fällen, in denen die Düse als Rücklaufdüse ausgebildet ist. we'l bei einer solchen Düse Rücklauföl über den Wirbeleinsatz abgeführt und dadurch dem Wirbeleinsatz Wärme entzogen wird.• »o the burner has reached its operating temperature. the Targeted fuel preheating in the immediate area of the smallest nozzle diameter makes the use of particularly small nozzles possible. Placing the heater in the vortex unit can be heated quickly with low energy. On the other hand, the arrangement of the Heating device in the nozzle body end wall, especially in cases where the nozzle is used as a return nozzle is trained. we'l return oil to such a nozzle dissipated via the vortex insert and heat is thereby withdrawn from the vortex insert.
Die Heizvorrichtung kann von mindestens einer in une Bohrung des betreffenden Düsenbauteils eingesetzten Heizpatrone gebildet sein. Statt dessen oder zusätzlich dazu kann zur Bildung der Heizvorrichtung mindestens eine in das betreffende Düsenbauteil eingelagerte Heizwendel vorgesehen sein.The heating device can be formed by at least one heating cartridge inserted into a bore of the relevant nozzle component . Instead of this or in addition to this, at least one heating coil embedded in the relevant nozzle component can be provided to form the heating device.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments. In shows the drawings
F i g. 1 stark vergrößert eine Simplexdüse mit beheiztem Wirbeleinsatz,F i g. 1 greatly enlarged, a simplex nozzle with a heated vortex insert,
F i g. 2 einen Wirbeleinsatz für eine Düse der in F i g. 1 veranschaulichten Art mit einer abgewandelten Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung, undF i g. 2 shows a swirl insert for a nozzle of the type shown in FIG. 1 with a modified embodiment the electric heater, and
Fig. 3 ebenfalls stark vergrößert einen Längsschnitt3 shows a longitudinal section, also greatly enlarged
durch eine ei findungsgemäß ausgebildete Rücklaufdüse.by a return nozzle designed according to the invention.
Die in F i g. 1 veranschaulichte Simplexdüse weist, wieThe in F i g. 1 illustrated simplex nozzle has how
an sich bekannt, einen Düsenkörper 1 auf, in dessen vorderem Teil ein Wnedunsatz 2 angeordnet ist. Der Wirbeleinsatz 2 weist eine kegelstumpfförmige Stirnseite 3 auf, in der mehrere in vorbestimmten Winkelabständen liegende Schlitze 4 ausgebildet sind. Der Wirbeleinsatz 2 wird mittels eines in den Düsenkörper I eingeschraubten Schraubeneinsatzes 5, der sich mit Ansätzen 6 pn eine Schulter 7 des Wirbeleinsatz;.--. 2 anlegt, gegen eine innen konisch zulaufende Stirnwand 8 des Düsenkörpers 1 angepreßt In das hintere Ende des Düsenkörpers 1 is» ein Filterhalter 9 eingeschraubt, der ein bei diesem Ausführungsbeispiel als poröser Sinterkörper ,^gebildetes Filter 10 trägtknown per se, a nozzle body 1, in the front part of which a Wnedunsatz 2 is arranged. The vortex insert 2 has a frustoconical end face 3 in which a plurality of slots 4 located at predetermined angular intervals are formed. The vortex insert 2 is screwed into the nozzle body I screw insert 5, which with lugs 6 pn a shoulder 7 of the vortex insert; .--. 2, pressed against an internally conically tapering end wall 8 of the nozzle body 1. A filter holder 9 is screwed into the rear end of the nozzle body 1 and carries a filter 10 formed in this embodiment as a porous sintered body
Im Betrieb wird flüssiger Brennstoff, insbesondere öl, durch das Ftiter 10 hindurch in die Düse eingebracht Das öl durchströmt den Filterhalter 9 und den Schraubeneinsatz 5. Es tritt durch die Schlitze 4 hindurch, um schließlieh die Düse über eine Öffnung 12 zu verlassen.During operation, liquid fuel, especially oil, introduced through the filter 10 into the nozzle. The oil flows through the filter holder 9 and the Screw insert 5. It passes through the slots 4 in order to close the nozzle via an opening 12 to leave.
In den beispielsweise als Keramikkörper ausgebildeten Wirbeleinsatz 2 ist eine Heizwendel 13 eingelagert. Die Heizwendel 13 wird über Zuleitungen 14 mit elektrischer Energie versorgt Sie bewirkt beim Kaltstart eine rasche Aufheizung der die Schlitze 4 begrenzenden, relativ kleinen Werkstoffmassen, Dadurch kann innerhalb kürzester Zeit ein besonders wirkungsvolles Erhitzen des über die Schlitze 4 geführten Brennstoffs erfolgen, um eine einwandfreie Zerstäubung auch bei hoher Brennstoffviskosität und tiefer Außentemperatur zu gewährleisten.A heating coil 13 is embedded in the vortex insert 2, which is designed, for example, as a ceramic body. The heating coil 13 is supplied with electrical energy via feed lines 14 Cold start rapid heating of the relatively small material masses delimiting the slots 4, thereby a particularly effective heating of the over the slits 4 guided fuel to ensure proper atomization even with high fuel viscosity and to ensure lower outside temperature.
Ober einen Heizring 15 kann, falls erwünscht, eine zusätzliche Aufhetzung des Düsenkörpers 1 erfolgen.If desired, an additional heating of the nozzle body 1 can take place via a heating ring 15.
Entsprechend Fig.2 kann statt einer Heizwendel eine Heizpatrone 17 vorgesehen sein, die in eine Bohrung 18 des Wirbeleinsatzes 2 eingeschoben istAccording to FIG. 2, instead of a heating coil a heating cartridge 17 which is inserted into a bore 18 of the vortex insert 2 may be provided
F i g. 3 zeigt eine Rücklaufdüse mit einem Düsenkörper 20, dessen vordere Stirnwand von einer Düsenplatte
21 gebildet ist. Im vorderen Teil des Düsenkörpers 20 befindet sich ein Wirbeleinsatz 22, der gemeinsam mit
der Düsenplatte 21 Schlitze 21 für den Durchtritt von Brennstoff begrenzt Ein in den Düsenkörper 20
eingeschraubt- r Schraubeinsatz 25 legt sich gegen einen Dichtring 26 an, der seinerseits an einer Schulter 27 des
Wirbeleinsatzes 22 abgestützt ist In den Düsenkörper 20 ist ferner ein Siebkörper 28 mit einem Kraftstoffsieb
29 eingeschraubt.
Im Falle der Rücklaufdüse weist der Wirbeieinsatz 22
eine zentrale Längsbohrung 30 auf, die an ihrem von der Düsenplatte 21 abgewendeien Ende mittels eines
Dichtrings 31 und einer Ventilkugel 32 abgeschlossen ist Dia V. irtilkugel 32 wird mittels einer zwischen
Federtellern 31,35 gehaltenen Ventilfeder 33 gegen denF i g. 3 shows a return nozzle with a nozzle body 20, the front end wall of which is formed by a nozzle plate 21. In the front part of the nozzle body 20 there is a vortex insert 22 which, together with the nozzle plate 21, delimits slots 21 for the passage of fuel of the vortex insert 22 is supported. A strainer body 28 with a fuel strainer 29 is also screwed into the nozzle body 20.
In the case of the return nozzle, the vortex insert 22 has a central longitudinal bore 30, which is closed at its end facing away from the nozzle plate 21 by means of a sealing ring 31 and a valve ball 32 the
ίο Dichtring 31 angedrückt Die Federkraft läßt sich mittels einer in den Schraubeneinsatz 25 eingeschraubten, durchbohrten Verstellschraube 36 einstellen.ίο Sealing ring 31 pressed on The spring force can be Adjust by means of a drilled adjusting screw 36 screwed into the screw insert 25.
öl tritt, wie mittels Pfeilen 37 angedeutet, durch das Sieb 29 hindurch und gelangt über Öffnungen desAs indicated by arrows 37, oil passes through the Sieve 29 through and passes through openings of the
li Siebkörpers 28 in den Raum zwischen Düsenkörper 20 und Schraubeinsatz 25. Dieses öl durchströmt die Schlitze 24. Ein Teil des Öls verläßt die Düse über eine Bohrung 38 der Düsenplatte 21. Ein anderer, durch die Federkraft der Ventilfeder 33 vorgegebener Teil des Öls strömt durch die Längsbohrung 30 des Wirbeleinsatzes 22 zurück, wobei die Ventilkugel 32 von ihrem Sitz auf dem Dichtring 31 abgehoben wird. Dieses Öl wird, wie durch den Pfeil 39 angedeutet, nach hh.ci.-n aus der Düse abgeführtli screen body 28 into the space between nozzle body 20 and screw insert 25. This oil flows through the slots 24. Some of the oil leaves the nozzle via a Bore 38 of the nozzle plate 21. Another part of the oil that is predetermined by the spring force of the valve spring 33 flows back through the longitudinal bore 30 of the vortex insert 22, the valve ball 32 from its seat the sealing ring 31 is lifted off. This oil is, as indicated by the arrow 39, out of the nozzle according to hh.ci.-n discharged
In die Düsenplatte 21 ist eine Heizwendel 40 eingebettet. Über die Heizwendel 40 kann wiederum Wärme unmittelbar zu den die Schlitze 24 umgebenden Werkstof.'.Tiassen übertragen werden. Ähnlich wie im Falle der Simplexdüse nach Fig. 1 kann zusätzlichA heating coil 40 is embedded in the nozzle plate 21. Via the heating coil 40, in turn Heat can be transferred directly to the material surrounding the slots 24. Similar to the The case of the simplex nozzle according to FIG. 1 can additionally
JO Wärme über einen Heizring 41 zugeführt werden.JO heat can be supplied via a heating ring 41.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise kann die Stirnwand 8 des Düsenkörpers 1 der Simplexdüse nach F i g. 1 mit einer Heizwende!It goes without saying that the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. For example the end wall 8 of the nozzle body 1 of the simplex nozzle according to FIG. 1 with a heating turn!
y> ähnlich der Heizwendel 40 ausgestattet werden, um zusätzlich zu oder statt der Wirbeleinsatzheizung Wärme unmittelbar im Bereich der Schlitze 4 zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann auch der Wirbeleinsatz 22 der Rücklaufdüse nach F i g. 3 beheizt werden. y> be equipped similar to de r heating coil 40 in order to generate heat directly in the area of the slots 4 in addition to or instead of the vortex insert heating. In a similar way, the vortex insert 22 of the return nozzle according to FIG. 3 can be heated.
•»o Die Heizwendeln 13,40 und die Heizpatrone 17 können PTC-Widerstände bilden oder mit solchen Widerständen in Reihe geschaltet sein.• »o The heating coils 13, 40 and the heating cartridge 17 can Form PTC resistors or with such resistors be connected in series.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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